(57)【要約】  適応型バックライトモジュール、並びに適応型バックライトモジュールを製作するための方法及びシステムが、本明細書に記載される。１つの例では、適応型バックライトモジュールは、光源、偏光子、光源と偏光子との間に配置された少なくとも１つの増強フィルム、及び光源と増強フィルムとの間に配置されたディフューザーを含む。ディフューザーは、第１の基板に連結された第１の電極、及び第２の基板に連結された第２の電極を含む。液晶層は、ディフューザーの第１の電極と第２の電極との間に配置される。【選択図】図６
2019523969.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、
偏光子と、
前記光源と前記偏光子との間に配置された少なくとも１つの増強フィルムと、
前記光源と前記増強フィルムとの間に配置されたディフューザーと、
第１の基板に連結された第１の電極と、
第２の基板に連結された第２の電極と、
前記第１の電極と前記第２の電極との間に配置された液晶層と
を含む、適応型バックライトモジュール。
【請求項２】
前記光源が、一又は複数の冷陰極蛍光ランプ（ＣＣＦＬ）、一又は複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）、及び一又は複数の有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）のうちの１つを含む、請求項１に記載の適応型バックライトモジュール。
【請求項３】
導光板と、
リフレクタと
を更に含む、請求項１に記載の適応型バックライトモジュール。
【請求項４】
前記液晶層が、
スメクチック相液晶と、
複数のスペーサ要素と
を含む、請求項１に記載の適応型バックライトモジュール。
【請求項５】
前記第１の電極が、前記第１の基板の下面に配置され、かつ第１の酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）フィルムを含み、
前記第２の電極が、前記第２の基板の上面に配置され、かつ第１の酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）フィルムを含み、
前記第１の基板の前記下面が、前記第２の基板の前記上面の方を向く、請求項１に記載の適応型バックライトモジュール。
【請求項６】
第１の基板の上に少なくとも１つの増強フィルムを形成することと、
前記増強フィルムの上に偏光子を形成することと、
前記第１の基板の上の第１の電極と第２の基板の上の第２の電極との間に液晶層を形成することによって、ディフューザーを形成することと、
前記ディフューザーを光源に連結することと
を含む、適応型バックライトモジュールを製作する方法。
【請求項７】
前記光源を導光板及びリフレクタに連結することと、
前記第１の電極を前記第１の基板の上に形成することと、
前記第２の電極を前記第２の基板の上に形成することと
を更に含む、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記液晶層が、
スメクチック相液晶と、
複数のスペーサ要素と
を含む、請求項６に記載の方法。
【請求項９】
前記第１の電極を前記第１の基板の上に形成することが、前記第１の基板を第１の酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）フィルムでコーティングすることを含み、前記第１の電極が、前記第１の基板の下面に形成され、
前記第２の電極を前記第２の基板の上に形成することが、前記第２の基板を第２の酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）フィルムでコーティングすることを含み、前記第２の電極が、前記第２の基板の上面に形成される、請求項７に記載の方法。
【請求項１０】
前記液晶層が、インクジェット印刷プロセス、スロットダイコーティングプロセス、スクリーン印刷プロセス、スタンプ転写プロセス、及び真空充填プロセスのうちの１つを使用して形成される、請求項６に記載の方法。
【請求項１１】
第１の電極を第１の基板の上に形成し、第２の電極を第２の基板の上に形成するように構成された第１のチャンバと、
前記第１の基板の上の前記第１の電極と前記第２の基板の上の前記第２の電極との間に液晶層を形成することによって、ディフューザーを形成するように構成された第２のチャンバと
を含む、適応型バックライトモジュールを製作するためのシステム。
【請求項１２】
前記液晶層が、インクジェット印刷プロセス、スロットダイコーティングプロセス、スクリーン印刷プロセス、スタンプ転写プロセス、及び真空充填プロセスのうちの１つを使用して、前記第２のチャンバ内に形成される、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１３】
前記第１のチャンバが、化学気相堆積（ＣＶＤ）チャンバを含む、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１４】
前記ディフューザーの上に増強フィルムを形成するように構成された第３のチャンバ
を更に含む、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１５】
前記第１のチャンバが、物理的気相堆積（ＰＶＤ）チャンバを含む、請求項１４に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示の実施形態は、概して、ディスプレイのための適応型バックライトモジュール、並びにそれを製造するための方法及びシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ディスプレイデバイスのためのバックライトユニットは、電力消費を最大に引き出すものの１つであることが多く、モバイル電子機器ではバッテリの耐久性が制限される。多くの場合、ディスプレイスクリーンを出る光の大部分は、一人のユーザには不要であり、視線における非ユーザにより見られることに対して脆弱である。ラップトップ、モニタ、及びいくつかのモバイルデバイスのための現在の多くのプライバシーフィルタ及びフィルムは光を吸収し、それによってデバイスのエネルギー効率が低下する。加えて、これらの現在のプライバシーフィルタ及びフィルムは高価であり、それらがタッチスクリーン機能を妨害し、ディスプレイの広角視聴を可能にするために物理的に取り除かれなければならないという点で面倒である。
【０００３】
したがって、過剰な光の放射による電力消費を低減し、ユーザにプライバシーを提供するための技術が必要とされている。
【発明の概要】
【０００４】
適応型バックライトモジュール、並びに適応型バックライトモジュールを製作するための方法及びシステムが、本明細書に記載される。一実施形態では、適応型バックライトモジュールは、光源、偏光子、光源と偏光子との間に配置された少なくとも１つの増強フィルム、及び光源と増強フィルムとの間に配置されたディフューザーを含む。ディフューザーは、第１の基板に連結された第１の電極、及び第２の基板に連結された第２の電極を含む。液晶層は、ディフューザーの第１の電極と第２の電極との間に配置される。
【０００５】
別の実施形態では、第１の電極を第１の基板の上に形成すること、第２の電極を第２の基板の上に形成すること、少なくとも１つの増強フィルムを第１の基板の上に形成すること、及び偏光子を増強フィルムの上に形成することを含む、適応型バックライトモジュールを製作する方法が提供される。方法は、第１の基板の上の第１の電極と第２の基板の上の第２の電極との間に液晶層を形成することによって、ディフューザーを形成することを更に含む。方法はまた、ディフューザーを光源に連結することを含む。
【０００６】
別の実施形態では、適応型バックライトモジュールを製作する方法増するためのシステムは、第１の電極を第１の基板の上に形成し、第２の電極を第２の基板の上に形成するように構成された第１のチャンバと、第１の基板の上の第１の電極と第２の基板の上の第２の電極との間に液晶層を形成することによって、ディフューザーを形成するように構成された第２のチャンバとを含む。
【０００７】
本開示の上述の特徴を詳しく理解できるように、上記で簡単に要約されている本開示のより詳細な説明が、実施形態を参照することによって得られ、実施形態の一部は添付する図面に示されている。しかし、本開示は他の等しく有効な実施形態も許容しうることから、添付する図面は本開示の典型的な実施形態のみを示しており、したがって、本開示の範囲を限定すると見なすべきではないことに、留意されたい。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】一実施形態による、適応型バックライトモジュールを製作するためのシステムである。
【図２】図１のシステムの一実施形態による、化学気相堆積処理チャンバの概略側断面図である。
【図３Ａ】図１のシステムの一実施形態による、物理的気相堆積処理チャンバの概略側断面図である。
【図３Ｂ】図１のシステムの一実施形態による、ロールツーロールの物理的気相堆積処理チャンバの概略側断面図である。
【図３Ｃ】図１のシステムの１つの実施形態による、物理的気相堆積処理チャンバの回転ターゲットアセンブリの概略側断面図である。
【図４Ａ】異なる実施形態による、適応型バックライトモジュールの概略図である。
【図４Ｂ】異なる実施形態による、適応型バックライトモジュールの概略図である。
【図５】１つの実施形態による、適応型バックライトモジュールの切り替え可能なディフューザースタックの概略図である。
【図６】１つの実施形態による、適応型バックライトモジュールを形成する方法を示すフローチャートである。
【図７Ａ】１つの実施形態による、適応型バックライトモジュールの切り替え可能なディフューザーに、ディスプレイデバイス内に印加されうる交番電場の周波数レベルを示す。
【図７Ｂ】一実施形態による、適応型バックライトモジュールのディフューザーに、ディスプレイデバイス内に印加されうる電場の周波数に対応する視野角を示す。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
理解を容易にするため、可能な場合には、図に共通する同一の要素を示すのに同一の参照番号を使用した。一実施形態の要素及び特徴は、更なる記述がなくとも、他の実施形態に有益に組み込まれうると想定される。
【００１０】
本開示の実施形態は、一般に、ディスプレイのための適応型バックライトモジュール、並びに適応型バックライトモジュールを製造するための方法及びシステムを含む。
【００１１】
図１は、１つの実施形態による、適応型バックライトモジュールを製造するためのシステムである。システム１００は、物理的気相堆積（ＰＶＤ）チャンバ１０２、化学気相堆積（ＣＶＤ）チャンバ１０４、エンボス加工／印刷チャンバ１０８、及び液晶堆積チャンバ１０６を含みうる。一実施形態によれば、適応型バックライトモジュール製作のために、基板はまず、以下の図３Ａ−図３Ｃに関して説明するように、処理のためにＰＶＤチャンバ１０２、又は以下の図２に関して説明するように、処理のためにＣＶＤチャンバ１０４に進入しうる。一実施形態では、基板がまずＣＶＤチャンバ１０４に入ると、基板は、次に処理のために液晶堆積チャンバ１０６に直接進入することになる。基板がまずＰＶＤチャンバ１０２に入る場合、基板は、次にそれが処理のために液晶堆積チャンバ１０６に入る前に、続いて処理のためにエンボス加工／印刷チャンバ１０８に進入することがあり、又は代替的には、基板は、処理のためにＰＶＤチャンバ１０２から液晶堆積チャンバ１０６に直接進入してもよい。代替実施形態では、予め形成された基板は、最初に任意の他のチャンバに進入せずに、液晶堆積チャンバに進入してもよい。基板は、次に、液晶堆積チャンバ１０６から取り外され、導光板、リフレクタ、及び光源に連結されて、適応型バックライトモジュールが形成されうる。代替的実施形態では、システム１００は、ＰＶＤチャンバ１０２を含まなくてもよく、システムは、エンボス加工／印刷チャンバ１０８を含まなくてもよく、及び／又はシステムは、ＣＶＤチャンバ１０４を含まなくてもよい。
【００１２】
図２は、一実施形態によるＣＶＤ処理チャンバ１０４の概略側断面図である。プラズマ化学気相堆積（ＰＥＣＶＤ）システム、例えば、カリフォルニア州サンタクララにあるＡｐｐｌｉｅｄ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，  Ｉｎｃ．，から入手可能なＰＥＣＶＤシステムなど、について説明する。しかしながら、他の化学気相堆積チャンバが利用できるであろうことを理解すべきである。
【００１３】
ＣＶＤチャンバ１０４は、大面積基板２１４上に回路を製造するためのＰＥＣＶＤプロセスを実行するのに適している。大面積基板２１４は、ガラス、ポリマー、又は他の適切な基板から作られてもよい。ＣＶＤチャンバ１０４は、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）又はフラットパネルディスプレイ、太陽電池アレイ用の光起電デバイス、又は他の構造の製造に使用するための構造及びデバイスを大面積基板２１４上に形成するように構成される。構造は、他の構造の間で、光起電セル用のダイオードを形成するのに利用される薄膜トランジスタ及びｐｎ接合を含みうる。
【００１４】
ＣＶＤチャンバ１０４は、チャンバ側壁２３０、底部２３２、及び基板支持体２２４を含む。サセプタなどの基板支持体２２４は、処理中に基板２１４を支持する。基板支持体２２４内に配置された抵抗加熱器などのヒータ素子２２６は、プラズマ源２０２に連結され、基板支持体２２４及びその上に配置された大面積基板２１４を所定の温度に制御可能に加熱するために利用される。ＣＶＤチャンバ１０４はまた、リッド構造２０８、バッキング板２１２、カバー板２１０、及びガス分配シャワーヘッド２１８を含む。ガス分配シャワーヘッド２１８は、基板支持体２２４及び大面積基板２１４の反対側に配置される。
【００１５】
ＣＶＤチャンバ１０４は、ガス源２０６とプラズマ源２０２とに連結されたガス入口２０４を有する。プラズマ源２０２は、直流電源、高周波（ＲＦ）電源、又は遠隔プラズマ源でありうる。ガス入口２０４は、ガス源２０６からガス分配シャワーヘッド２１８の下方かつ基板支持体２２４の上方の領域に画定された処理領域２１６まで処理ガス及び／又は洗浄ガスを供給する。処理領域２１６内に存在するガスは、プラズマを形成するために、プラズマ源２０２によって励起されうる。プラズマは、基板２１４上に材料の層を堆積するために利用される。プラズマ源２０２は、この実施形態では、ガス入口２０４に連結されて示されているが、プラズマ源２０２は、ガス分配シャワーヘッド２１８又はＣＶＤチャンバ１０４の他の部分に連結されてもよい。
【００１６】
図３Ａは、第１の実施形態による図１のＰＶＤ処理チャンバ１０２の概略側断面図である。図３Ａに示される第１の実施形態は、ＰＶＤ処理チャンバ１０２ａである。本開示から利益を得るように適応されうるＰＶＤチャンバ１０２ａの一例は、カリフォルニア州サンタクララにあるＡｐｐｌｉｅｄ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，  Ｉｎｃ．，から入手可能な物理的気相堆積（ＰＶＤ）プロセスチャンバである。しかしながら、他の物理的気相堆積ャンバが利用できるであろうことを理解すべきである。
【００１７】
ＰＶＤチャンバ１０２ａは、チャンバ本体３０８及びリッドアセンブリ３０４を含み、プロセス量３３６を画定する。チャンバ本体３０８は、典型的には、アルミニウムの単一ブロック又は溶接されたステンレス鋼板から製造される。チャンバ本体３０８は、一般に、側壁３１０と底部３１４とを含む。側壁３１０及び／又は底部３１４は、一般に、アクセスポート３１８及びポンピングポート（図示せず）などの複数の開孔を含む。ポンピングポートは、プロセス量３３６内の圧力を排出及び制御するポンピングデバイス（また図示せず）に連結される。ポンピング装置は、ＰＶＤチャンバ１０２ａの圧力を特定の真空レベルに維持することができる。
【００１８】
リッドアセンブリ３０４は、一般的に、ターゲット３３４と、それに連結された接地シールドアセンブリ３２２とを含む。ターゲット３３４は、ＰＶＤプロセス中に基板３４０の表面に堆積することができる材料源を提供する。ターゲット３３４又はターゲット板は、堆積核種となる材料から製造されてもよく、又は堆積核種のコーティングを含んでもよい。スパッタリングを容易にするために、電源３１６などの高電圧電供給が、ターゲット３３４に接続される。
【００１９】
ターゲット３３４は、一般的に、周辺部分３２４及び中心部分３３８を含む。周辺部分３２４は、チャンバの側壁３１０の上に配置される。ターゲット３３４の中心部分３３８は、突出していてもよく、又は基板支持体３２８に向かう方向に延びていてもよい。基板支持体３２８は、一般に、チャンバ本体３０８の底部３１４に配置され、ＰＶＤチャンバ１０２ａ内での基板処理中にその上に基板３４０を支持する。基板支持体３２８は、板状の本体支持体内に埋め込まれた一又は複数の電極及び／又は加熱素子を含みうる。
【００２０】
基板３４０の上に材料を堆積するためのスパッタリングプロセスの間、ターゲット３３４及び基板支持体３２８は、電源３１６によって互いに対してバイアスがかけられる。不活性ガス及び他のガス、例えば、アルゴン及び窒素などのプロセスガスが、典型的にはＰＶＤチャンバ１０２ａの側壁３１０に形成された、一又は複数の開孔（図示せず）を通して、ガス源３２０からプロセス量３３６に供給される。プロセスガスがプラズマに点火され、プラズマ内のイオンがターゲット３３４に向かって加速され、ターゲット材料をターゲット３３４から除去して粒子内に移す。除去された材料又は粒子は、印加されたバイアスを通して基板３４０に引き寄せられ、基板３４０上に材料のフィルムが堆積する。
【００２１】
図３Ｂは、第２の実施形態によるＰＶＤ処理チャンバ１０２の概略側断面図である。図３Ｂに示す第２の実施形態は、インラインのロールツーロールＰＶＤ処理チャンバ１０２ｂである。しかしながら、他のインライン物理的気相堆積チャンバが利用できるであろうことを理解すべきである。
【００２２】
ロールツーロールＰＶＤチャンバ１０２ｂは、フレキシブル基板３４４上に材料３７８を堆積するように構成される。ロールツーロールＰＶＤチャンバ１０２ｂは、少なくとも１つのガス分離ユニット３７０によって互いから分離されうる少なくとも第１の真空処理領域３６６及び第２の真空処理領域３６８を含んでもよく、フレキシブル基板３４４のための通路として構成されたガス分離通路３７６が、それらの間に設けられる。
【００２３】
ロールツーロールＰＶＤチャンバ１０２ｂは、真空チャンバ３７２を含む。フレキシブル基板３４４上に材料を堆積するために、様々な真空堆積技術を使用することができる。フレキシブル基板３４４は、矢印Ｘで示すように、真空チャンバ３７２内に案内される。例えば、フレキシブル基板３４４は、巻き出しステーションから真空チャンバ３７２内に案内することができる。フレキシブル基板３４４は、処理及び／又は堆積中にフレキシブル基板３４４を支持するように構成された基板支持体にローラ３５８によって向けられる。図３Ｂに示すように、特にロールツーロール堆積装置について、基板支持体は、回転軸３５６周囲を回転可能なコーティングドラム３５４とすることができる。コーティングドラム３５４から、フレキシブル基板３４４は、第２の矢印Ｘによって示されるように、更なるローラ３６０へと案内され、真空チャンバ３７２から出る。
【００２４】
図３Ｂに示す実施形態は、第１の真空処理領域３６６に設けられた第１の堆積源３６２と、第２の真空処理領域３６８に設けられた第２の堆積源３６４とを含む。真空処理領域３６６、３６８では、フレキシブル基板３４４は、処理されている間に、コーティングドラム３５４によって支持される。しかし、本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせることができる更なる実施形態によれば、３つ以上の堆積源を設けることができると理解すべきである。例えば、４、５、６、又はそれ以上の堆積源を設けることができる。
【００２５】
フレキシブル基板３４４は、剥離ライナーとして構成された保護層３４２で覆うことができる自己接着性の第１の主要面３４８を有する。フレキシブル基板３４４は、回転可能なコーティングドラム３５４の支持面３５２上に案内されてもよく、第１の主要面３４８は、回転可能なコーティングドラム３５４の方を向いている。しかしながら、第１の主要面３４８は、保護層３４２で覆われうるため、第１の主要面３４８は、支持面３５２と直接接触しなくなる。
【００２６】
堆積された材料３７８は、第１の真空処理領域３６６内の第１の堆積源３６２を介して、かつ第２の真空処理領域３６８内の第２の堆積源３６４を介して、回転可能なコーティングドラム３５４から離れた方向に向けられているフレキシブル基板３４４の第２の主要面３５０上に真空堆積される。真空堆積後、第１の主要面３４８を覆う保護層３４２が除去され、多層基板３４６の使用準備が整いうる。
【００２７】
図３Ｃは、第３の実施形態によるＰＶＤ処理チャンバ１０２の回転可能なターゲットアセンブリの概略図である。しかしながら、他の回転可能なターゲットアセンブリ又はカソードが物理的気相堆積チャンバ内で利用できるであろうと理解すべきである。
【００２８】
図３Ｃは回転可能なターゲットアセンブリ３８２の概略図である。図３Ｃは、放出された粒子３８４の分布を矢印として示す。回転可能なターゲットアセンブリ３８２は、ターゲット支持体３８６といくつかのターゲット要素３８８、３９０を有する。ターゲットアセンブリ３８２及びターゲット支持体３８６は、回転可能である。
【００２９】
堆積材料の分布フィールドは、ターゲット要素３８８、３９０から放出された実質的に全ての粒子３８４を含むと理解することができる。矢印は、ターゲット要素３８８、３９０の放出された粒子３８４の方向を示す。例えば、ターゲット要素３８８の堆積材料の分布フィールドは、ターゲット要素３８８から発生する全ての粒子３８４を含む。いくつかの実施形態によれば、分布フィールドは、実質的に余弦関数の形状を有しうる。矢印の長さは、およそ、矢印の方向に放出された粒子３８４の数を示す。例えば、真っ直ぐ上向きの矢印は、規定数の放出された粒子３８４の方向を表し、一方、真っ直ぐな矢印の左右への矢印は、より少数の粒子３８４を表す。ターゲット−基板の距離３９２は、ターゲット要素３８８及び３９０から基板表面の平面３９４に達する。
【００３０】
いくつかの実施形態によれば、ターゲット支持体３８６及び堆積チャンバの基板支持体は、互いに対して移動可能に適応されうる。例えば、ターゲット支持体３８６及び／又は基板支持体は、基板表面の平面３９４とターゲット要素３８８、３９０との間の距離を調整するように適応されうる。典型的には、基板表面の平面３９４と回転可能ターゲットアセンブリ３８２のターゲット要素３８８、３９０との間の距離は、堆積プロセスにおける回転可能ターゲットアセンブリ３８２の使用前に、回転可能ターゲットアセンブリ３８２のターゲット要素３８８、３９０間の間隙３９６に応じて調整されうる。
【００３１】
図４Ａは、一実施形態による適応型バックライトモジュール４００Ａの概略図である。適応型バックライトモジュール４００Ａは、リフレクタ４１０を有する。光源及び導光板４０８は、リフレクタ４１０の上にある。光源は、一又は複数の冷陰極蛍光ランプ（ＣＣＦＬ）、一又は複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）、一又は複数の有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）、又はディスプレイデバイスのための任意の他の適切な点源でありうる。
【００３２】
切り替え可能なディフューザー４０６は、光源及び導光板４０８の上にある。少なくとも１つの増強フィルム４０４は、切り替え可能なディフューザー４０６の上にある。例えば、増強フィルム４０４は、光再利用フィルム、又は特定のデバイスの発光パターンに対して調整された任意の他の輝度増強フィルムでありうる。偏光子４０２は、増強フィルム４０４の上にある。例えば、一実施形態では、偏光子は、ワイヤグリッド偏光子でありうる。
【００３３】
図４Ｂは、異なる実施形態による適応型バックライトモジュール４００Ｂの概略図である。適応型バックライトモジュール４００Ａ、４００Ｂは、ラップトップ、モニタ、又はモバイルデバイスなどのディスプレイデバイス内で利用されうる。適応型バックライトモジュール４００Ｂは、図４Ａに示す適応型バックライトモジュール４００Ａの実施形態の偏光子４０２、増強フィルム４０４、及び切り替え可能なディフューザー４０６を有する。しかしながら、適応型バックライトモジュール４００Ｂは、適応型バックライトモジュール４００Ａの光源及び導光板４０８並びにリフレクタ４１０を有する代わりに、光源４１２を備える高効率導光体を有する。例えば、光源４１２を含む高効率導光体は、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ＺＥＯＮＯＲ（登録商標）又はポリカーボネート（ＰＣ）などの導光体材料に埋め込まれたＬＥＤを有する単一成形部品でありうる。高効率導光体４１２はまた、単一の成形部品に一体化されたリフレクタを有してもよい。例えば、リフレクタは、高効率導光体４１２上にＰＶＤプロセスを使用して形成されうる。
【００３４】
図５は、一実施形態による、適応型バックライトモジュール内の切り替え可能なディフューザースタック５００の概略図を含む。切り替え可能なディフューザースタック５００は、図４Ａの適応型バックライトモジュール４００Ａ又は図４Ｂの適応型バックライトモジュール４００Ｂの切り替え可能なディフューザー４０６を含みうる。切り替え可能なディフューザースタック５００は、その上に電極５０４を有する第１の基板５０２と、その上に電極５０８を有する第２の基板５１０とを有する。電極５０４、５０８は各々、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）フィルムなどの実質的に透明な電極でありうる。第１の基板５０２上の電極５０４は、第２の基板５１０上の電極５０８の方を向く。液晶層５０６は、第１の基板５０２上の電極５０４と第２の基板５１０上の電極５０８との間に配置される。いくつかの実施形態では、誘電体バリア層は、電極５０４と第１の基板５０２との間、及び電極５０８と第２の基板５１０との間に配置されうる。例えば、誘電体バリア層は、酸窒化ケイ素、酸化ケイ素、窒化ケイ素、酸化スズ、酸化チタン、又は酸化ジルコニウムからなりうる。液晶層５０６は、液晶とスペーサ要素から構成されうる。一実施形態では、スペーサ要素の材料は、光がスペーサ要素から散乱するのを防ぐために可能な限り厳密に液晶の屈折率と一致するように選択されうる。一実施形態では、スペーサ要素は、５〜２００ミクロンのスペーサビーズでありうる。液晶は、異なる周波数の電場を印加すると散乱する任意の液晶でありうる。一実施形態では、液晶は、スメクチックＡ（ＳｍＡ）相液晶のようなスメクチック相液晶であってもよく、これは広範囲の曇りに対して透過率を維持することができる。例えば、一実施形態では、スメクチック相液晶は、３％〜９５％のいずれかの曇り度に対して９５％以上の透過率を可能にしうる。
【００３５】
図６は、一実施形態による適応型バックライトモジュールを形成する方法６００を示すフローチャートである。方法６００は、２つの基板の各々に電極を形成することによって、工程６０２で始まる。電極は、第１の基板の下面と第２の基板の上面に形成されうる。電極は、基板に対して平面に形成されてもよく、又は基板上にパターン形成されてもよい。いくつかの実施形態において、誘電体バリア層が各基板とその上に形成された電極との間にあるように、電極がその上に形成される前に、誘電体バリア層を各基板上に形成してもよい。電極は、図３Ａ−図３Ｃに関して上述したように、ＰＶＤプロセスを使用して形成されうる。例えば、ガラス基板上に、図３Ａ又は図３Ｃに関して上述したＰＶＤプロセスを使用して電極を形成してもよい。別の例では、プラスチック基板上に、図３Ｂに関して上述したようにロールツーロールＰＶＤプロセスを使用して電極を形成してもよい。例えば、各電極は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）上にコーティングされたＩＴＯフィルムを含みうる。代替的には、電極は、図２に関して上述したようにＣＶＤプロセスを使用して形成されてもよい。誘電体バリア層が形成される場合、誘電体バリア層は、電極を形成するために使用されるのと同じＣＶＤ又はＰＶＤプロセスを使用して形成されうる。代替的には、誘電体バリア層は、電極を形成するために使用されるプロセスとは異なるＣＶＤ又はＰＶＤプロセスを使用して形成されてもよい。したがって、工程６０２は、図１に示されるＰＶＤチャンバ１０２などのＰＶＤチャンバ、図１に示されるＣＶＤチャンバ１０４などのＣＶＤチャンバ、又はその両方で（誘電体層が、電極を形成するために使用されるプロセスとは異なるプロセスを使用して形成される場合に）起こりうる。別の実施形態では、適応型バックライトモジュールを形成するために、電極が既にその上に形成されている予め形成された基板が使用されてもよい。この代替的実施形態では、方法６００は、その上に電極層が予め形成されている予め形成された基板を使用して、工程６０４で開始するだろう。
【００３６】
工程６０４において、工程６０２で電極が形成される第１の基板上に少なくとも１つの増強フィルムが形成されうる。増強フィルムは、工程６０２で、電極が形成される第１の基板の下面とは反対側の、第１の基板の上面に形成されてもよい。増強フィルムは、エンボス加工、印刷、又は任意の他のパターニングプロセスを使用して、基板上に形成されうる。代替的には、増強フィルムは、図２に関して上述したようにＣＶＤプロセスを使用して形成されてもよい。したがって、工程６０４は、図１に示されるチャンバ１０８などのエンボス加工／印刷チャンバ内、又は図１に示されるＣＶＤチャンバ１０４などのＣＶＤチャンバ内で起こりうる。
【００３７】
工程６０６において、増強フィルムが工程６０４で第１の基板上に形成された後に、偏光子が増強フィルム上に形成されてもよい。偏光子は、エンボス加工、印刷、又は任意の他のパターニングプロセスを使用して、増強フィルム上に形成されうる。代替的には、偏光子は、ワイヤグリッドプロセスを使用して増強フィルム上に形成されてもよく、ワイヤグリッドプロセスでは、ワイヤが増強フィルム内に配置される。代替的には、偏光子は、図２に関して上述したようにＣＶＤプロセスを使用して増強フィルム上に形成されてもよい。したがって、工程６０６は、図１に示されるチャンバ１０８のようなエンボス加工／印刷チャンバ、メタライゼーションチャンバ（図１には示されない）、又は図１に示されるＣＶＤチャンバ１０４のようなＣＶＤチャンバにおいて起こりうる。
【００３８】
工程６０２において、ロールツーロール又はシートツーシートＰＶＤプロセスが基板上に電極を形成するために使用される場合、基板は、複数の個々の基板を形成するために最終的に切断される基板のロール又はシートでありうる。工程６０２で形成された電極、工程６０４で形成された増強フィルム、及び／又は工程６０６で形成された偏光子はすべて、１つの基材ロール又はシート上に形成されうる。ロール又はシートはその後、操作６０８の前に個々のディスプレイのサイズに切断されうる。代替的実施形態では、工程６０６で形成された偏光子は、工程６０２で電極がその上に形成される基板とは独立した基板上に形成されてもよい。別の代替的実施形態では、工程６０４で形成された増強フィルムはまた、工程６０２で電極がその上に形成される基板とは独立した基板上に形成されてもよい。
【００３９】
工程６０８において、工程６０２で電極がその上に形成される２つの基板の間に液晶層が形成されて、ディフューザーを形成する。工程６０８において、液晶層が形成されるとき、第１の基板（その上に電極を有する）の下面は第２の基板（その上に電極を有する）の上面の方を向く。液晶層は、第１の基板上の電極と第２の基板上の電極との間に形成される。液晶層を形成するために、スペーサビーズのような複数のスペーサ要素が電極間に配置される。スペーサ要素は、電極間に液晶が均一に堆積されうるように使用される。電極間に液晶を堆積させ、スペーサ要素を取り囲み、２つの基板を互いに結合させ、これにより１つのディフューザー要素が形成される。液晶は、インクジェット印刷プロセス、スロットダイコーティングプロセス、スクリーン印刷プロセス、スタンプ転写プロセス、真空充填プロセス、又は任意の他の適切な液体若しくは固体注入又は堆積プロセスを使用して、堆積されうる。図１に示されるシステムの実施形態において、液晶堆積チャンバ１０６によって示されるように、液晶層は、ＣＶＤチャンバ１０４、ＰＶＤチャンバ１０２、及びエンボス加工／印刷チャンバ１０８から独立したチャンバ内に形成されうる。
【００４０】
工程６０８においてディフューザーが形成された後、工程６１０において、光源がディフューザーに結合されて、適応型バックライトモジュールを形成する。例えば、適応型バックライトモジュールは、図４Ａに示す適応型バックライトモジュール４００Ａ又は図４Ｂに示す適応型バックライトモジュール４００Ｂでありうる。一実施形態では、工程６１０において、積層アセンブリプロセスを使用して、ディフューザーが、光源、導光板、及びリフレクタに結合される。代替的実施形態では、ディフューザーは、工程６１０において、積層アセンブリプロセスを使用して、光源を含む高効率導光体に結合される。増強フィルム及び／又は偏光子が、ディフューザーを形成する電極を上に有する基板とは独立した基板上に形成される代替的実施形態では、工程６１０において、積層アセンブリプロセスを使用して、ディフューザーが、増強フィルムを有する基板及び／又は偏光子を有する基板に結合される。
【００４１】
本明細書に記載の適応型バックライトモジュール、並びにそれを製作するための方法及びシステムは、液晶ディスプレイデバイスなどのディスプレイデバイスで使用されるときに電力効率の向上を可能にしうる。適応型バックライトモジュールのディフューザー上の電極は、ディスプレイデバイス内の電源に電気的に接続されうる。例えば、図５に示す切り替え可能なディフューザースタック５００内の電極５０４、５０８は、電源に電気的に接続されうる。ディフューザーの外観及びデバイスディスプレイの視野角を変えるために、交番電場が電極に印加されうる。
【００４２】
図７Ａは、一実施形態による、ディスプレイデバイスで使用される適応型バックライトモジュール内の切り替え可能なディフューザー上の電極に印加されうる交番電場の周波数レベルを示す。例えば、図７Ａに示す周波数レベルを有する交流電場は、ディフューザーの外観を切り替えるために、適応型バックライトモジュール４００Ａ又は４００Ｂに実装される切り替え可能なディフューザースタック５００に印加されうる。図７Ａは、範囲の第１の端部における低周波Ｆ１から範囲の第２の端部における高周波Ｆ２まで印加されうる周波数の範囲を示す。低周波Ｆ１の電場がディフューザーに印加されると、ディフューザーは半透明に見えることになる。高周波Ｆ２の電場がディフューザーに印加されると、ディフューザーは透明に見えることになる。一実施形態では、１８０度位相でサイクルされた、＋／−５５Ｖの交流電場又はおよそ１００〜４００Ｖ／ｍの強さの電場が、５〜６０Ｈｚの範囲の低周波Ｆ１で、又は５００〜５０００Ｈｚの範囲の高周波Ｆ２で、印加されうる。一実施形態では、高周波Ｆ２への切り替えに必要な時間は、０〜１秒であり、低周波Ｆ１への切り替えに必要な時間は、０〜３秒である。
【００４３】
図７Ｂは、図７Ａに示される範囲内の周波数を有する電場がディフューザーに印加されるときのデバイス７００上のディスプレイの視野角の範囲を示す。低周波Ｆ１の電場が印加され、ディフューザーが半透明に見えるとき、ディスプレイは、第１の視野角Ｖ１から見られうる。高周波Ｆ２の電場が印加され、ディフューザーが透明に見えるとき、ディスプレイは、第１の視野角Ｖ１よりも狭い第２の視野角Ｖ２から見られうる。一人のユーザがデバイス７００を使用して、その一人のユーザに必要とされない発光量を制限し、非ユーザのディスプレイを見る能力を制限することによって一人のユーザにプライバシーを提供するときに、第２のより狭い視野角Ｖ２は、使用されうる。第１のより広い視野角Ｖ１は、複数の視聴者がデバイス７００のディスプレイを見ているときに使用されうる。第２の視野角Ｖ２は、第１の視野角Ｖ１と見かけは同じ輝度を有しうるが、必要な電力は少ないだろう。例えば、一実施形態では、低周波Ｆ１又は高周波Ｆ２のいずれかの電場が印加されると、ディフューザー透過率が９５％を超えることがあるが、低周波Ｆ１の電場を印加すると、９０％を超える曇りが生じ、低周波Ｆ２の電場を印加すると、５％未満の曇りが生じる。したがって、一人のユーザだけがデバイスを見ているとき、より狭い視野角Ｖ２を有する高周波Ｆ２の電場を印加することによって、電力を節約することができ、プライバシーを得ることができる。しかしながら、複数の視聴者がディスプレイを見る必要がある場合、より広い視野角Ｖ１を設定するために低周波Ｆ１の電場を印加することができる。視野角は、自動的に切り替わるように構成されてもよく、又は視ユーザが選択すると切り替わるように構成されてもよい。
【００４４】
加えて、図７Ａに示すように、低周波Ｆ１と高周波Ｆ２との間の任意の周波数Ｆｘの電場が、ディフューザーに印加されてもよく、それによってディフューザーが半透明状態と透明状態との間のどこかに現れる。周波数Ｆｘの電場がディフューザーに印加されるときの視野角は、図７Ｂの斜線領域に示されるように、第１の視野角Ｖ１と第２の視野角Ｖ２との間にあるだろう。一実施形態では、中間周波数Ｆｘの範囲は６０〜５００Ｈｚの間であり、中間周波数Ｆｘへの切り替えに必要な時間は、低周波Ｆ１及び／又は高周波Ｆ２への切り替えに必要な時間よりも短くなりうる。
【００４５】
図４Ａ及び図４Ｂに示される切り替え可能なディフューザー４０６の実施形態では、切り替え可能なディフューザー４０６は、各切り替え可能なディフューザーモジュール４００ａ、４００ｂ内の唯一のディフューザーである。このように、高周波Ｆ２が切り替え可能なディフューザー４０６に印加され、切り替え可能なディフューザー４０６が透明に見えるとき、実質的に光の拡散はないだろう。対照的に、切り替え可能ディフューザー４０６が、典型的な受動ディフューザーに加えて使用された場合、切り替え可能ディフューザーが透明に見えるときでも、受動ディフューザーは、依然として光を拡散させるだろう。一人の視聴者だけがディスプレイを見ているとき、高周波Ｆ２の電場を印加することができ、その結果、切り替え可能なディフューザー４０６は透明状態になり、他のディフューザーは不要な拡散又は光の浪費を引き起こさない。
【００４６】
以上の説明は本開示の実施形態を対象としているが、本開示の基本的な範囲から逸脱することなく本開示の他の実施形態及び更なる実施形態が考案されてもよく、本開示の範囲は、以下の特許請求の範囲によって決定される。
【図１】
2019523969.tif 000003
【図２】
2019523969.tif 000004
【図３Ａ】
2019523969.tif 000005
【図３Ｂ】
2019523969.tif 000006
【図３Ｃ】
2019523969.tif 000007
【図４Ａ】
2019523969.tif 000008
【図４Ｂ】
2019523969.tif 000009
【図５】
2019523969.tif 000010
【図６】
2019523969.tif 000011
【図７Ａ】
2019523969.tif 000012
【図７Ｂ】
2019523969.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】平成31年2月4日(2019.2.4)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、
偏光子と、
前記光源と前記偏光子との間に配置された少なくとも１つの増強フィルムと、
前記光源と前記増強フィルムとの間に配置されたディフューザーと、
第１の基板に連結された第１の電極と、
第２の基板に連結された第２の電極と、
前記第１の電極と前記第２の電極との間に配置された液晶層と
を含む、適応型バックライトモジュール。
【請求項２】
前記光源が、一又は複数の冷陰極蛍光ランプ（ＣＣＦＬ）、一又は複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）、及び一又は複数の有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）のうちの１つを含む、請求項１に記載の適応型バックライトモジュール。
【請求項３】
導光板と、
リフレクタと
を更に含む、請求項１又は２に記載の適応型バックライトモジュール。
【請求項４】
前記液晶層が、
スメクチック相液晶と、
複数のスペーサ要素と
を含む、請求項１から３のいずれか一項に記載の適応型バックライトモジュール。
【請求項５】
前記第１の電極が、前記第１の基板の下面に配置され、かつ第１の酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）フィルムを含み、
前記第２の電極が、前記第２の基板の上面に配置され、かつ第１の酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）フィルムを含み、
前記第１の基板の前記下面が、前記第２の基板の前記上面の方を向く、請求項１から４のいずれか一項に記載の適応型バックライトモジュール。
【請求項６】
第１の基板の上に少なくとも１つの増強フィルムを形成することと、
前記増強フィルムの上に偏光子を形成することと、
前記第１の基板の上の第１の電極と第２の基板の上の第２の電極との間に液晶層を形成することによって、ディフューザーを形成することと、
前記ディフューザーを光源に連結することと
を含む、適応型バックライトモジュールを製作する方法。
【請求項７】
前記光源を導光板及びリフレクタに連結することと、
前記第１の電極を前記第１の基板の上に形成することと、
前記第２の電極を前記第２の基板の上に形成することと
を更に含む、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記液晶層が、
スメクチック相液晶と、
複数のスペーサ要素と
を含む、請求項６又は７に記載の方法。
【請求項９】
前記第１の電極を前記第１の基板の上に形成することが、前記第１の基板を第１の酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）フィルムでコーティングすることを含み、前記第１の電極が、前記第１の基板の下面に形成され、
前記第２の電極を前記第２の基板の上に形成することが、前記第２の基板を第２の酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）フィルムでコーティングすることを含み、前記第２の電極が、前記第２の基板の上面に形成される、請求項７に記載の方法。
【請求項１０】
前記液晶層が、インクジェット印刷プロセス、スロットダイコーティングプロセス、スクリーン印刷プロセス、スタンプ転写プロセス、及び真空充填プロセスのうちの１つを使用して形成される、請求項６から９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
第１の電極を第１の基板の上に形成し、第２の電極を第２の基板の上に形成するように構成された第１のチャンバと、
前記第１の基板の上の前記第１の電極と前記第２の基板の上の前記第２の電極との間に液晶層を形成することによって、ディフューザーを形成するように構成された第２のチャンバと
を含む、適応型バックライトモジュールを製作するためのシステム。
【請求項１２】
前記液晶層が、インクジェット印刷プロセス、スロットダイコーティングプロセス、スクリーン印刷プロセス、スタンプ転写プロセス、及び真空充填プロセスのうちの１つを使用して、前記第２のチャンバ内に形成される、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１３】
前記第１のチャンバが、化学気相堆積（ＣＶＤ）チャンバを含む、請求項１１又は１２に記載のシステム。
【請求項１４】
前記ディフューザーの上に増強フィルムを形成するように構成された第３のチャンバ
を更に含む、請求項１１から１３のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１５】
前記第１のチャンバが、物理的気相堆積（ＰＶＤ）チャンバを含む、請求項１４に記載のシステム。
【国際調査報告】
2019523969.tif 000014
2019523969.tif 000015